KR200476491Y1 - 학습기자재용 유수대 - Google Patents

학습기자재용 유수대 Download PDF

Info

Publication number
KR200476491Y1
KR200476491Y1 KR2020130007209U KR20130007209U KR200476491Y1 KR 200476491 Y1 KR200476491 Y1 KR 200476491Y1 KR 2020130007209 U KR2020130007209 U KR 2020130007209U KR 20130007209 U KR20130007209 U KR 20130007209U KR 200476491 Y1 KR200476491 Y1 KR 200476491Y1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
soil
tower
experiment
ramp
Prior art date
Application number
KR2020130007209U
Other languages
English (en)
Inventor
엄주형
Original Assignee
엄주형
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엄주형 filed Critical 엄주형
Priority to KR2020130007209U priority Critical patent/KR200476491Y1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR200476491Y1 publication Critical patent/KR200476491Y1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/40—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for geology
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/0061—Geography
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B25/08—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of scenic effects, e.g. trees, rocks, water surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)

Abstract

본 고안은 실험에 사용된 물을 다시 사용할 수 있도록 하여 실험의 편리성을 향상시켰을 뿐만 아니라, 토양 용기의 경사도, 유량의 변화, 지질 특성 등 다양한 변인 실험 조건을 모두 반영하여 실질적인 실험이 될 수 있도록 해주는 학습기자재용 유수대를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 학습기자재용 유수대는, 일정한 높이를 가지며, 전방에 상하 방향으로 장공의 가이드 홈(11)이 형성된 타워형 지지대(10); 토양을 담는 틀체 형태를 가지고, 상부가 상기 가이드 홈(11)을 따라 이동 고정되면서 일정한 각도로 경사지게 설치되는 토양 경사대(30); 상기 토양 경사대(30)의 하부를 지지하고, 바닥면에 토양으로부터 물을 걸러내기 위한 다수개의 스크린 홀(41)이 형성된 스크린 여과대(40); 상기 스크린 여과대(40)가 장착되고, 상기 스크린 여과대(40)를 통과한 물을 저장하는 공간이 확보된 저수조(50); 및 상기 저수조(50)로부터 유수대 실험에 사용된 물을 상기 타워형 지지대(10)의 상부로 이송하여 상기 토양 경사대(30)로 재공급하는 물 재공급부(20)를 포함한다.

Description

학습기자재용 유수대{WATER FLOWING APPARATUS FOR EXPERIMENT}
본 고안은 학습기자재용 유수대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실험에 필요한 물을 자동적으로 재사용할 수 있고 다양한 지표 변화에 대한 실험 조건을 적용 가능하도록 설계된 학습기자재용 유수대에 관한 것이다.
유수대는 지표의 경사도 및 지질 특성에 따라 흐르는 물의 영향을 관찰할 수 있도록 고안된 장치를 말한다. 현재, 초등학교 4학년 과학 시간에 유수대를 이용하여 물에 의한 지표의 변화를 관찰하는 실험이 필수적으로 시행되고 있다.
기본적으로 유수대는 흙을 담는 사각 틀체를 나무 버팀목을 이용해 일정한 각도로 경사지게 지지하고, 주전자와 같은 용기에 물을 담아 사각 틀체의 상부로부터 물을 흘러보내면서 물이 지표면에 주는 영향을 관찰할 수 있도록 고안된 것이다.
현재 교과서에 제시된 지표의 변화 실험은 대형 유수대를 운동장과 같은 야외에 설치한 후 일회성 실험으로 진행되고 있다. 따라서, 교사가 수업을 준비하는데 투입한 노력과 시간에 비하여 학습효과가 미미하기 때문에 이 단원의 수업을 동영상 위주의 강의식 수업 또는 학급 별 하나의 유수대를 이용한 시범 실험 등으로 대체되고 있는 실정이다.
그러나, 이 지표의 변화 단원은 유수에 의한 지표의 다양한 변화 과정(침식, 운반, 퇴적 작용)과 유수의 양 또는 지질의 특성이 지표의 변화에 미치는 영향 등 지구과학에 관련된 기본적인 지식을 직접 체득할 수 있는 중요한 부분이기 때문에, 일선 교사들로부터 보다 체계적이고 직접적인 실험에 대한 필요성이 제기되어 왔다.
또한, 시의적으로도 지구 온난화와 엘니뇨 현상으로 인한 세계적인 이상 기온과 더불어 우리나라에서도 호우로 인한 크고 작은 피해가 발생하고 있어 재해 예방에 대한 체계적인 교육 및 실제적인 안전 의식 함양의 필요성이 대두되고 있다.
이러한 점을 고려하건대, 다양한 지표의 변화 현상에 대한 조건을 최대한 반영하면서 개별적이고 실질적인 모듬 실험을 통해 참가자가 과학적 원리를 쉽게 탐구할 수 있도록 해주는 새로운 형태의 유수대의 개발이 요구되고 있으나, 지금까지 개발된 유수대는 이러한 조건을 충족하는데 미흡한 면이 있었다.
한 가지 예로, 대한민국 공개특허 제2011-0120573호(고안의 명칭: 학습기자재용 유수대, 문헌 1)에는 각도기가 부착된 토양 용기를 각도형성용 기자재를 이용하여 일정한 각도로 경사지게 지지한 후 물통과 연결된 분무기를 통해 상기 토양 용기에 물을 흘러 보내면서 지표의 변화를 관찰하도록 구성된 유수대가 개시되어 있다. 그러나, 이 유수대는 상기 각도형성용 기자재를 이용하여 토양 용기의 각도를 조절하는 방식이 종래의 나무 버팀목을 이용하는 일회성 대형 유수대를 경사지게 지지하는 방식과 거의 다를 바 없고 실험을 할 때마다 물통에 물을 새로 채워 넣어야 하는 문제점이 있었다. 따라서, 문헌 1에 개시된 유수대는 설치 상의 불편함과 일회성 실험의 한계 등으로 인해 잘 이용되지 않았던 종래의 유수대에 비해 별반 개선된 점이 없었다.
또 다른 예로서, 대한민국 공개실용신안 제2013-0003889호(고안의 명칭: 학습기자재용 유수대, 문헌 2)에는 물통을 올려놓은 지지대에 세 가지 높이로 수평봉을 설치하고, 토양 용기에 설치된 걸고리를 상기 수평봉에 걸림 결합함으로써 토양 용기를 보다 쉽게 일정한 각도로 경사지게 놓을 수 있도록 구성된 유수대가 개시되어 있다. 그러나, 이 문헌 2에 개시된 유수대는 실험을 할 때마다 물통에 물을 새로 채워 넣어야 하는 문제점은 여전히 가지고 있을 뿐만 아니라, 단순한 구조로 인해 유량의 변화 등 다양한 실험 조건을 실질적으로 반영하지 못하는 문제점을 가지고 있었다.
[문헌 1] 대한민국 공개특허공보 제2011-0120573호: 학습기자재용 유수대(출원인: 오세원), 2011. 11. 04. 공개 [문헌 2] 대한민국 공개실용신안공보 제2013-0003889호: 학습기자재용 유수대(출원인: 김형국), 2013. 07. 01. 공개
본 고안은 이러한 종래의 유수대가 가지는 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 실험에 사용된 물을 다시 사용할 수 있도록 하여 실험의 편리성을 향상시켰을 뿐만 아니라, 토양 용기의 경사도, 유량의 변화, 지질 특성 등 다양한 변인 실험 조건을 모두 반영하여 실질적인 실험이 될 수 있도록 해주는 학습기자재용 유수대를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 학습기자재용 유수대는, 일정한 높이를 가지며, 전방에 상하 방향으로 장공의 가이드 홈이 형성된 타워형 지지대; 토양을 담는 틀체 형태를 가지고, 상부가 상기 가이드 홈을 따라 이동 고정되면서 일정한 각도로 경사지게 설치되는 토양 경사대; 상기 토양 경사대의 하부를 지지하고, 바닥면에 토양으로부터 물을 걸러내기 위한 다수개의 스크린 홀이 형성된 스크린 여과대; 상기 스크린 여과대가 장착되고, 상기 스크린 여과대를 통과한 물을 저장하는 공간이 확보된 저수조; 및 상기 저수조로부터 유수대 실험에 사용된 물을 상기 타워형 지지대의 상부로 이송하여 상기 토양 경사대로 재공급하는 물 재공급부를 포함한다.
상기 물 재공급부는, 상기 저수조 내에 장착된 여과 필터와, 상기 타워형 지지대의 상부에 설치되고 상기 여과 필터와 물 회수관을 매개로 연결되는 펌프와, 상기 펌프로부터 상기 토양 경사대의 상부까지 연결하는 물 공급관을 포함한다.
또한, 상기 물 재공급부는, 상기 물 공급관에 흐르는 물의 양을 조절할 수 있는 유량 조절밸브가 설치될 수 있다.
또한, 상기 물 재공급부는, 상기 물 공급관의 끝단에 장착되고 상기 토양 경사대의 상부에 물을 한 줄기로 공급하는 직선형 분사노즐을 더 포함한다.
또한, 상기 물 재공급부는, 상기 물 공급관의 끝단에 장착되고, 다수개의 분사공이 형성되어 상기 토양 경사대의 상부에 물을 여러 줄기로 공급하는 병렬형 분사노즐을 더 포함한다.
상기 토양 경사대는, 상기 병렬형 분사노즐이 상기 토양 경사대의 폭 방향으로 장착될 수 있도록 해주는 장착 고리부가 마련될 수 있다.
또한, 상기 토양 경사대는, 상기 상부의 양측에 장착공이 형성되고, 이 장착공이 상기 타워형 지지대에 형성된 가이드 홈의 일정 위치에 놓여지게 한 다음 조인트부를 이용해 압착 고정되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 토양 경사대에는 토질의 조건을 변화시키기 위해 모래, 진흙, 잔디 중에서 선택된 하나의 토양이 담겨질 수 있다.
상기 스크린 여과대에는 산사태 발생 실험을 위한 마을 모형 키트가 놓여질 수 있다.
마지막으로, 상기 타워형 지지대와 저수조는 분리 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 고안에 따른 학습기자재용 유수대는, 유수대 실험에 사용한 물을 저장하였다가 자동적으로 이송하여 재사용할 수 있기 때문에 실험을 편리하게 수행할 수 있다.
또한, 본 고안에 따른 유수대는 사용한 물이 바닥으로 흘러가지 않고 재사용되기 때문에 실험실과 같은 실내에서도 유수대 실험을 수행할 수 있다. 또한, 소형화 및 규격화된 각 부속품들을 손쉽게 조립하여 사용할 수 있기 때문에 실내에 여러 대를 한꺼번에 설치하여 사용할 수도 있다. 따라서, 야외에 설치하였던 기존의 대형 유수대를 이용할 경우 일회성의 시범 실험밖에 할 수 없었던 한계에서 벗어나, 개인별, 모듬별로 반복 실험할 수 있어 학습의 흥미와 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 지표 경사도, 유량, 강우 범위, 지질 등 실험 조건을 다양하게 변화시킬 수 있기 때문에 지표의 변화와 관련된 여러가지 실험을 자기 주도적으로 수행할 수 있다. 이는 또한 교사의 재량에 따라 독창적인 수업 설계가 가능하도록 해준다.
궁극적으로는, 실질적이고 효과적인 유수대 실험을 통해 학생들로 하여금 유수와 강우에 따른 지표의 변화에 대한 체계적인 교육 및 실제적인 안전 의식 함양에 크게 기여할 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 유수대의 사시도.
도 2는 본 고안에 따른 유수대의 분해 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 유수대의 물 공급부를 도시한 도면.
도 4는 본 고안에 따른 유수대의 직선형 분사노즐을 도시한 도면.
도 5는 본 고안에 따른 유수대의 병렬형 분사노즐을 도시한 도면.
도 6은 본 고안에 따른 유수대의 경사 조절 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 고안에 따른 유수대의 경사도에 따른 실험예를 촬영한 사진.
도 8은 본 고안에 따른 유수대의 유량에 따른 실험예를 촬영한 사진.
도 9는 본 고안에 따른 유수대의 지표 종류에 따른 실험예를 촬영한 사진.
도 10은 본 고안에 따른 유수대의 산사태 실험예를 촬영한 사진.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 유수대의 조립 상태를 나타낸 전체 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 유수대의 각 부속품을 나타낸 분해 사시도이다.
본 고안에 따른 학습기자재용 유수대는 일정한 높이를 가지고, 내부에 물을 순환 공급하기 위한 장치가 설치된 타워형 지지대(10)와, 토양이 담겨지고 상기 타워형 지지대(10)에 경사지게 고정되는 토양 경사대(30)와, 이 토양 경사대(30)의 하부를 지지하고 유수대 실험시에 발생하는 흙탕물을 걸러내는 스크린 여과대(40)와, 이 스크린 여과대(40)를 통과한 물을 저장하였다가 상기 타워형 지지대(10)의 상부로 이송되도록 해주는 저수조(50)를 포함한다.
상기 타워형 지지대(10)는 수직하게 세워진 사각 본체로 구성되고, 이 사각 본체의 내부에는 물을 아래에서 위로 이송시켜주는 물 재공급부가 설치되며, 상기 사각 본체의 전방에는 양쪽으로 날개부가 마련되고, 이 날개부에는 상하 방향으로 장공 형태의 가이드 홈(11)이 형성된다.
이와 같이 사각 본체의 전방 양측에 마련된 날개부에 상기 토양 경사대(30)를 장착하는 가이드 홈(11)을 형성하게 되면, 토양 경사대(30)가 사각 본체의 전면 벽체에 의해 지지되기 때문에 보다 안정적으로 설치될 수 있다. 상기 물 재공급부의 구성에 대해서는 도 3을 참조로 상세히 후술하기로 한다.
도 1에 예시된 바와 같이, 상기 사각 본체의 옆면에는 상기 가이드 홈(11)을 따라 토양 경사대(30)가 설치되는 경사 각도를 표시하는 눈금이 표시될 수 있다. 실험 참가자는 이 눈금을 통해 토양 경사대(30)의 기울기를 손쉽게 측정할 수 있어 실험의 편리성을 높여준다.
상기 토양 경사대(30)는 토양을 담는 사각 틀체의 형태를 가지고, 이 사각 틀체의 상부가 상기 타워형 지지대(10)의 가이드 홈(11)을 따라 이동 고정되면서 일정한 각도로 경사지게 설치되도록 구성된다.
타워형 지지대(10)와 토양 경사대(30)와의 결합구조를 보다 상세히 설명하면, 상기 토양 경사대(30)의 상부 양측에 장착공(32)이 형성되고, 이 장착공(32)이 상기 타워형 지지대(10)에 형성된 가이드 홈(11)의 일정 위치에 놓여지게 되면 조인트부(12)을 이용해 압착 고정되도록 구성된다.
즉, 상기 토양 경사대(30)는 가이드 홈(11)이 형성된 타워형 지지대(10)의 날개부 안쪽면을 따라 이동하고, 상기 조인트부(12)는 타워형 지지대(10)의 날개부 바깥면으로부터 가이드 홈(11)을 통과하여 토양 경사대(30)의 장착공(32)에 삽입 고정됨으로써, 토양 경사대(30)를 타워형 지지대(10)의 날개부에 압착 고정시키는 것이다. 이 때, 결합력을 높이기 위하여 토양 경사대(30)의 장착공(32)과 조인트부(12)가 나사 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 스크린 여과대(40)는 상기 토양 경사대(30)의 하부를 지지하고, 바닥면에 토양으로부터 물을 걸러내기 위한 다수개의 스크린 홀(41)이 형성된다. 토양 경사대(30)의 상부로부터 물을 흘러내리게 하면 토양을 구성하는 모래나 흙 등이 토양의 표면에 일정한 흔적을 남기며 아래로 쓸려 내려오게 된다. 이 과정을 통해 실험 참가자가 물에 의한 지표의 침식, 운반, 퇴적 작용을 이해하도록 하는 것이 유수대 실험의 기본 목표이다.
따라서, 유수대 실험이 진행되는 동안 상당한 양의 토양이 흙탕물을 일으키며 토양 경사대(30)의 하부로 쓸려 내려와 쌓이게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 유수대의 주된 목적 중 하나가 한번 사용된 물을 타워형 지지대(10)의 상부로 이송하여 재사용할 수 있도록 하자는데 있다. 따라서, 쓸려 내려온 상당한 양의 토양이 그대로 저수조(50)로 유입되면, 흙탕물의 농도가 심해져 이를 필터링하여 재사용하는데 어려움이 있다. 또한, 토양의 부피로 인해 물이 저수조 밖에서 흘러 넘쳐버릴 가능성도 있다. 이를 방지하기 위해서는 저수조(50)를 더 크게 만들어야 하는데 이는 유수대의 소형화를 추구하는 본 고안의 목적에 반하는 것이 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안자는 토양 경사대(30)와 저수조(50) 사이에 흙탕물을 걸러주는 스크린 여과대(40)을 추가로 설치한 것이다. 이 스크린 여과대(40)는 기본적으로 사각 틀체의 형태를 이루어 상기 토양 경사대(30)의 하부가 지지되는 후방 바닥면에 쓸려 내려온 토양을 담을 수 있도록 구성되고, 전방 바닥면에는 토양과 함께 흘러 내려온 물이 걸러져 아래로 통과할 수 있도록 다수개의 스크린 홀(41)이 형성된다. 물론, 이 스크린 홀(41)을 통해 일부 토양이 물과 함께 흘러 들어가 저수조(50)로 유입될 수 있으나, 대부분의 토양은 스크린 여과대(40)의 후방 바닥면에 쌓이기 때문에 저수조(50)로 유입된 흙탕물의 농도는 크게 심하지 않게 된다.
상기 저수조(50)는 전방 상부에 상기 스크린 여과대(40)가 장착되고, 사각 틀체의 형태를 이루어 상기 스크린 여과대(40)를 통과한 물을 저장하는 공간이 마련된다. 또한, 이 저수조(50)는 후방부가 상기 타워형 지지대(10)와 힌지(13)를 매개로 분리 가능하게 결합된다. 그 결과, 타워형 지지대(10), 토양 경사대(30), 스크린 여과대(40) 및 저수조(50)가 일체로 결합되어 하나의 유수대 세트를 구성하게 된다. 전체적인 크기를 야외에 설치했던 종래의 일회성 대형 유수대보다 작게 만들면, 실험실 내에서 여러 세트의 유수대를 조립 설치할 수 있어 개인별, 모듬별 비교 실험이 가능하다. 또한, 실험이 완료된 후에는 각 부속품들을 분리하여 편리하게 보관할 수 있다.
도 3은 본 고안에 따른 물 재공급부(20)를 나타낸 사시도이다. 물 재공급부(20)의 구성요소를 보다 명확하게 나타내기 위하여 이들이 장착되는 타워형 지지대(10) 및 저수조(50)는 점선으로 처리하였다.
물 재공급부(20)는 상기 저수조(50)로부터 유수대 실험에 사용된 물을 상기 타워형 지지대(10)의 상부로 이송하여 상기 토양 경사대(30)로 재공급하기 위한 것이다. 이를 위해, 물 재공급부(20)는 상기 저수조(50) 내에 장착된 여과 필터(21)와, 상기 타워형 지지대(10)의 상부에 설치되고 상기 여과 필터(21)와 물 회수관(22)을 매개로 연결되는 펌프(23)와, 상기 펌프(23)로부터 상기 토양 경사대(30)의 상부까지 연결하는 물 공급관(26)을 포함한다.
상기 여과 필터(21)는 저수조(50) 내에 저장된 흙탕물로부터 물을 여과한다. 이때, 흙탕물을 완전히 여과시킬 필요는 없으며, 여과 필터(21)를 통과한 물에 포함된 토양 성분이 후속하는 유수대 실험에 지장을 주지 않을 만큼만 필터링할 수 있으면 된다.
상기 펌프(23)는 타워형 지지대(10)의 상부에 장착되고, 상기 여과 필터(21)에 의해 여과된 물을 물 회수관(22)을 통해 위로 끌어 올리는 역할을 한다. 상기 펌프(23)를 작동시키는 전원을 공급하는 밧데리(27)와 이 밧데리(27)의 전원을 펌프(23)로 인가하는 스위치(28)가 타워형 지지대(10) 상에 설치될 수 있다. 본 고안에 따른 다른 실시예에 따르면, 상기 밧데리(27)을 대신하여 220V의 외부 전원을 사용하도록 구성될 수 있다.
상기 물 공급관(26)은 타워형 지지대(10)의 전면 벽체를 관통하도록 설치되어 물 공급관(26)의 선단이 토양 경사대(30)의 상부를 향한 상태로 지지된다. 또한, 상기 물 공급관(26)에는 흐르는 물의 양을 조절할 수 있는 유량 조절밸브(25)가 설치될 수 있다. 이 때, 상기 펌프(23)와 유량 조절밸브(25)의 사이는 물 이송관(24)를 매개로 연결된다. 이 유량 조절밸브(25)는 실험 참가자가 토양 경사대(30)로 공급되는 물의 양을 조절하여 유량에 따른 지표의 변화를 손쉽게 관찰할 수 있도록 해준다.
도 4 및 도 5는 각각 본 고안에 따른 유수대의 직선형 분사노즐과 병렬형 분사노즐을 나타낸다. 이 2 가지 형태의 분사노즐은 지표 변화에 대한 여러 가지 실험 조건을 구현할 수 있도록 해준다.
상기 직선형 분사노즐(60)은 타워형 지지대(10)의 전면 벽체에 관통 설치된 상기 물 공급관(26)의 끝단에 장착되고, 상기 토양 경사대(30)의 상부에 물을 한 줄기로 공급하도록 형성된다. 이 직선형 분사노즐(60)은 물의 흐름(유수)에 의한 지표면의 변화(침식, 운반, 퇴적 등) 실험을 수행하는데 적합하다. 즉, 직선형 분사노즐(60)을 이용하여 토양 경사대(30)의 중앙에 물을 분사하고 토양의 표면에 형성되는 유수의 흔적을 관찰함으로써 침식 작용 등을 직접 관찰할 수 있게 되는 것이다.
상기 병렬형 분사노즐(61)은 타워형 지지대(10)의 전면 벽체를 관통한 후 길이가 연장된 상기 물 공급관(26)의 끝단에 장착되고, 다수개의 분사공(62)이 형성되어 상기 토양 경사대(30)의 상부에 물을 여러 줄기로 공급하도록 형성된다. 이를 위해, 상기 토양 경사대(30)에는 상기 병렬형 분사노즐(61)이 상기 토양 경사대(30)의 폭 방향으로 장착될 수 있도록 해주는 장착 고리부(31)가 마련된다. 이 병렬형 분사노즐(60)은 강우에 의한 지표면의 변화(산사태 등) 실험을 수행하는데 적합하다. 즉, 병렬형 분사노즐(61)을 이용하여 토양 경사대(30)의 폭 방향 전체에 걸쳐 물을 분사함으로써 강우량이 많은 경우에 토양이 어떻게 갑자기 붕괴될 수 있는지 등을 직접 관찰할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 도 6 내지 도 10을 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 본 고안의 유수대를 이용하여 어떻게 다양한 실험을 수행할 수 있는지에 대해서 간단히 설명하기로 한다.
먼저, 도 6 및 도 7에서 보듯이 본 고안의 유수대는 토양 경사대(30)를 다양한 각도로 경사지게 설치할 수 있어, 기울기 변화에 따른 유수의 작용에 대한 실험을 수행할 수 있다. 도 6에는 토양 경사대(30)를 타워형 지지대(10)에 상하 방향으로 형성된 가이드 홈(11)을 따라 이동시키면서 그 경사 각도를 조절하는 예가 도시되어 있다. 도 6의 (a)는 토양 경사대(30)를 50°의 경사 각도로 설치하고, 도 6의 (b)는 30°의 경사 각도로 설치하며, 도 6의 (c)는 10°의 경사 각도로 설치한 것이다. 이와 같이 본 실시예의 경우에는 10 ~ 50°사이에서는 기울기를 자유롭게 설정하여 실험할 수 있다. 이는 상술한 문헌 2에서 토양 용기를 걸고리를 이용하여 3 단계의 기울기로만 변경할 수 있는 것과 대비되는 것으로 지표면의 기울기에 대한 보다 다양한 변인 조건을 제공한다.
도 7은 본 고안에 따른 유수대를 이용하여 토양 경사대의 기울기를 변화시키면서 수행한 실제 실험 장면을 촬영한 것이다. 이 실험은 직선형 분사노즐을 사용하고 동일한 유량의 물을 분사시키는 조건 하에서 수행되었다. 도 7의 (a)와 같이 지표의 기울기가 낮은 경우에는 유수에 의한 침식 작용이 거의 관찰되지 않았으나, 도 7의 (b) 및 (c)에서와 같이 지표의 기울기를 크게 하면 할수록 유수에 의한 침식 작용 뿐만 아니라 운반 및 퇴적 작용도 현저하게 많이 관찰되었다.
도 8은 본 고안에 따른 유수대를 이용하여 공급되는 물의 양을 변화시키면서 수행한 실제 실험 장면을 촬영한 것이다. 이 실험은 직선형 분사노즐을 사용하고 동일한 기울기의 토양 경사대에 물을 분사하는 조건 하에서 수행되었다. 유량의 조절은 물 재공급부 내에 설치된 유량 조절밸브를 사용하여 수행하였다. 도 8의 (b)와 같이 유량이 작은 경우에는 유수에 의한 침식 작용이 적게 관찰되었으나, 도 8의 (b)와 같이 유량이 많은 경우에는 유수에 의한 침식 작용이 현저히 많이 관찰되었다.
도 9는 본 고안에 따른 유수대를 이용하여 지표의 종류를 변화시키면서 수행한 실제 실험 장면을 촬영한 것이다. 이 실험은 직선형 분사노즐을 사용하고 동일한 기울기의 토양 경사대에 동일한 양의 물을 분사하는 조건 하에서 수행되었다. 도 9의 (a)와 같이 지표의 종류가 응집력이 약한 모래(사질)인 경우에는 유수에 의한 침식 작용으로 지표가 깊게 패여진 반면, 도 9의 (b)와 같이 응집력이 있는 진흙(니질)인 경우에는 상대적으로 침식 작용이 약하게 작용하여 얇고 넓게 패여졌으며, 도 9의 (c)와 같이 잔디(산림지역)인 경우에는 잔디 뿌리에 의한 고정력에 의해 침식 작용이 거의 일어나지 않았다.
마지막으로, 도 10은 본 고안에 따른 유수대를 이용하여 수행한 모의 산사태 실험 장면을 촬영한 것이다. 이 실험은 강우 실험에 적합한 병렬형 분사노즐을 사용하고, 산사태로 무너져 내린 토양이 마을을 어떻게 덮치게 되는지를 보여주기 위해 도 10의 (b)에 예시된 마을 모형 키트(70)를 스크린 여과대(40) 위에 설치하는 조건 하에서 수행되었다. 도 10의 (a)에서 보는 바와 같이, 병렬형 분사노즐을 통해 많은 양의 물이 한꺼번에 분사된 경우 토양이 갑자기 쓸려 내려오게 되며, 이 실험을 통해 산사태의 원리와 위험성에 대해 직접 체득할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 고안에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 고안의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 고안은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
10: 타워형 지지대 20: 물 재공급부
30: 토양 경사대 40: 스크린 여과대
50: 저수조

Claims (10)

  1. 일정한 높이를 가지며, 전방에 상하 방향으로 장공의 가이드 홈(11)이 형성된 타워형 지지대(10);
    토양을 담는 틀체 형태를 가지고, 상부가 상기 가이드 홈(11)을 따라 이동 고정되면서 일정한 각도로 경사지게 설치되는 토양 경사대(30);
    상기 토양 경사대(30)의 하부를 지지하고, 바닥면에 토양으로부터 물을 걸러내기 위한 다수개의 스크린 홀(41)이 형성된 스크린 여과대(40);
    상기 스크린 여과대(40)가 장착되고, 상기 스크린 여과대(40)를 통과한 물을 저장하는 공간이 확보된 저수조(50); 및
    상기 저수조(50)로부터 유수대 실험에 사용된 물을 상기 타워형 지지대(10)의 상부로 이송하여 상기 토양 경사대(30)로 재공급하는 물 재공급부(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 물 재공급부(20)는, 상기 저수조(50) 내에 장착된 여과 필터(21)와, 상기 타워형 지지대(10)의 상부에 설치되고 상기 여과 필터(21)와 물 회수관(22)을 매개로 연결되는 펌프(23)와, 상기 펌프(23)로부터 상기 토양 경사대(30)의 상부까지 연결하는 물 공급관(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 물 재공급부(20)는, 상기 물 공급관(26)에 흐르는 물의 양을 조절할 수 있는 유량 조절밸브(25)가 설치된 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 물 재공급부(20)는, 상기 물 공급관(26)의 끝단에 장착되고 상기 토양 경사대(30)의 상부에 물을 한 줄기로 공급하는 직선형 분사노즐(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 물 재공급부(20)는, 상기 물 공급관(26)의 끝단에 장착되고, 다수개의 분사공(62)이 형성되어 상기 토양 경사대(30)의 상부에 물을 여러 줄기로 공급하는 병렬형 분사노즐(61)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 토양 경사대(30)는, 상기 병렬형 분사노즐(61)이 상기 토양 경사대(30)의 폭 방향으로 장착될 수 있도록 해주는 장착 고리부(31)가 마련된 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 토양 경사대(30)는, 상기 상부의 양측에 장착공(32)이 형성되고, 이 장착공(32)이 상기 타워형 지지대(10)에 형성된 가이드 홈(11)의 일정 위치에 놓여지게 한 다음 조인트부(12)을 이용해 압착 고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 토양 경사대(30)에는 토질의 조건을 변화시키기 위해 모래, 진흙, 잔디 중에서 선택된 하나의 토양이 담겨지는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크린 여과대(40)에는 산사태 발생 실험을 위한 마을 모형 키트(70)가 놓여지는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 타워형 지지대(10)와 저수조(50)는 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 학습기자재용 유수대.
KR2020130007209U 2013-08-28 2013-08-28 학습기자재용 유수대 KR200476491Y1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020130007209U KR200476491Y1 (ko) 2013-08-28 2013-08-28 학습기자재용 유수대

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020130007209U KR200476491Y1 (ko) 2013-08-28 2013-08-28 학습기자재용 유수대

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR200476491Y1 true KR200476491Y1 (ko) 2015-03-05

Family

ID=53048084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020130007209U KR200476491Y1 (ko) 2013-08-28 2013-08-28 학습기자재용 유수대

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR200476491Y1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105225593A (zh) * 2015-10-16 2016-01-06 北京建筑大学 用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统
CN111754851A (zh) * 2020-03-16 2020-10-09 苏州育龙科教设备有限公司 一种验证流水搬运能力的实验装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110120573A (ko) * 2010-04-29 2011-11-04 오세원 학습기자재용 유수대
KR20130003889U (ko) * 2011-12-21 2013-07-01 김형국 학습기자재용 유수대

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110120573A (ko) * 2010-04-29 2011-11-04 오세원 학습기자재용 유수대
KR20130003889U (ko) * 2011-12-21 2013-07-01 김형국 학습기자재용 유수대

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105225593A (zh) * 2015-10-16 2016-01-06 北京建筑大学 用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统
CN111754851A (zh) * 2020-03-16 2020-10-09 苏州育龙科教设备有限公司 一种验证流水搬运能力的实验装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102980988B (zh) 紫色土坡耕地污染物迁移转化过程模拟装置
KR200476491Y1 (ko) 학습기자재용 유수대
HRP20191041T1 (hr) Visokodjelotvorni otparivač morske vode, te modul s otparivačkim užetom
HRP20161442T1 (hr) Uređaj za podvodne aktivnosti
CN109297870A (zh) 一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置及其模拟方法
CN205027744U (zh) 一种边坡植被水文效应模型
CN205562537U (zh) 模拟不同降雨模式的简易降雨装置
US9901837B2 (en) Bucket tipping apparatus
CN105510552A (zh) 一种获取土壤壤中流的模拟试验装置
CN205235249U (zh) 智能射水标靶
CN113077699A (zh) 一种用土质山谷制造的泥石流教学模型及泥石流制造方法
CN215981899U (zh) 一种建筑工程造价用的现场勘测装置
KR20130003889U (ko) 학습기자재용 유수대
CN208783444U (zh) 一种雾培装置及雾培系统
CN209560831U (zh) 光的折射现象演示装置
CN212135773U (zh) 快速设置定变量的雨水对土地侵蚀的装置
CZ35500U1 (cs) Demonstrační simulátor vodní eroze a hydrologických procesů v krajině
KR102571251B1 (ko) 모의 동굴생성물 형성 실험 장치 및 이를 활용한 교육체험방법
CN102173467B (zh) 可拆卸式均匀布水器
RU2451561C2 (ru) Фонтан
CN207805878U (zh) 一种多功能组合移动式浮力喷泉装置
RU2764880C1 (ru) Чаша открытого мелководного водоёма и естественного катка
DE19903119C1 (de) Einrichtung zur Unterwasservergnügung in einem Unterwasser-Freizeitpark
CN218438029U (zh) 一种建筑施工用喷水设备
CN207493723U (zh) 一种榫卯连接式多功能实验架

Legal Events

Date Code Title Description
REGI Registration of establishment
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190220

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration